Исследователи из Института базовой науки (IBS) обнаружили небольшую, но критически важную часть генетического кода, которая помогает определить, как клетки мозга соединяются, общаются и функционируют. Это открытие может объяснить происхождение нескольких неврологических и психиатрических состояний.
Методы исследования
Исследование, проведённое Центром синаптических дисфункций головного мозга в IBS и возглавляемое директором Ким Юнджуном (Kim Yoon-joon), фокусируется на белке PTPδ, который помогает нейронам образовывать синапсы — соединения, позволяющие клеткам мозга передавать сигналы.
Учёные генетически спроектировали мышей, чтобы удалить мини-экзон B из гена PTPδ, и изучили результаты.
Результаты исследования
Результаты были впечатляющими: мыши без Mini-Exon B имели выживаемость менее чем 30% после рождения, что подчёркивает важную роль этого элемента в раннем развитии мозга и жизнеспособности.
Мыши с одной копией изменённого гена выжили во взрослом возрасте, но демонстрировали явные поведенческие изменения, включая поведение, похожее на тревогу, и уменьшенное движение. Записи мозга у этих мышей также показали нарушения в синаптической активности.
Исследователи обнаружили, что PTPδ образует молекулярный комплекс с другим белком, IL1RAP, но только тогда, когда присутствует Mini-Exon B. Без этого мини-экзона PTPδ теряет способность взаимодействовать с IL1RAP, нарушая критический путь для формирования возбуждающих синапсов.
Заключение
Это первое исследование in vivo, демонстрирующее функцию мини-экзона PTPδ B. Оно помогает объяснить один из механизмов, с помощью которого нарушение синаптического развития может привести к таким состояниям, как аутизм и СДВГ.
Исследование подчёркивает необходимость изучения не только самих генов, но и крошечных вариаций в том, как они собираются механизмом клеток. В будущем эти идеи могут быть использованы для разработки методов лечения, направленных на регулирование сплайсинга или помощь в восстановлении нормального синаптического баланса у пострадавших.
Литература.
“Alternatively spliced mini-exon B in PTPδ regulates excitatory synapses through cell-type-specific trans-synaptic PTPδ-IL1RAP interaction” by Seoyeong Kim et al. Nature Communications
